基于前馈补偿的球磨机系统多变量解耦PI控制.pdf

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1、第50卷第4期石油化工自动化Vol_5O，No．42014年8月AUT()MAT10NINPETR()_CHEMICALINDUSTRYAug。2014基于前馈补偿的球磨机系统多变量解耦PI控制薛美盛，胡岸，薛生辉，任俊超(中国科学技术大学自动化系，合肥230026)摘要：针对球磨机存在的多变量、大时滞等问题，提出了一种新型多变量前馈解耦PI控制策略。利用解耦矩阵将被控对象解耦，再利用稳态裕量模型简化法化简复杂的模型，最后设计前馈补偿器，并确定出专门针对球磨机的PI控制器参数整定方法。通过对球磨机模型的仿真实验表明，该策略能有效地解决输出间的耦合和大时滞问题

2、，有较好地解耦和设定点跟踪性能。关键词：球磨机解耦前馈补偿比例积分模型中图分类号：TP273文献标志码：A文章编号：1007—7324(2014)04—0036—05DiscussiononMuitivariableDecouplingPIControllerBasedonFeedforwardCompensationforBallMillSystemXueMeisheng，HU’An，XueShenghui，RenJunchao(DepartmentofAutomation，UniversityofScienceandTechnologyofChina，H

3、efei，230026，China)Abstract：Contraposingproblemsofmultivariableandlongtimedelayofballmill，anewmuhivariablefeedforwardcompensationdecouplingproportionintegration(PI)controlstrategyisproposed．Feedforwardcompensatorisfinallydesignedbydecouplingcontrolledobjectswithmatrixfirstandthensim

4、plifyingcomplicatedmodelwithhomeostasisovermeasuremodelreductionmethod．TheparametertuningmethodforPIcontrollerspecifiedforballmillisdefined．Thesimulationresultthroughballmillmodelshowscouplingandlongtimedelayproblemsamongoutputscanbesolvedefficientlywithstrategywithbetterdecoupling

5、andsetpointstrackingproperty．Keywords：ballmill；decoupling；feedforwardcompensation；proportionintegration；modelPID控制器在工业控制领域取得了广泛的应然后，根据简化模型设计出前馈补偿环节并整定用，一方面它使用简单、容易操作，另一方面是由于PI参数。最后将本文提出的方法与现有方法进行它对于绝大多数工业对象都能够提供良好的控制仿真对比验证有效性。性能。当控制要求较高时，可以组合额外的控制方1解耦环节设计案显著地提高控制性能(设定点权重、前馈控制解耦环节应该

6、满足如下的要求：开环传递等)。然而，这些方案大多都是针对单输入单输出函数PD应该为对角形；不具有高通滤波特性；应(S1S())系统j。对于钢球磨煤机等一类多变量、该尽可能少地含有动态特性和时滞环节；应该能够大时滞的工业控制对象，要复现上述方案会比较困满足自动控制系统的一些特殊要求。难。以往的控制系统常常以手动控制为主_2J。文带有纯滞后的TITO系统传递函数矩阵形式献l-3]将鲁棒整定的PID引入了球磨机控制中并取得了较好的控制效果，但由于未加入解耦环节，稿件收到Et期：2014—02—26，修改稿收到日期：2014—06—06。两个回路间的耦合较严重，使得

7、该方法仍有一定的作者简介：薛美盛(1969)，男，江苏淮安人，1992年毕业于中国科学技术大学自动化专业，获工学博士学位，现就职于中国科学技局限性。术大学自动化系，任中国科学技术大学自动化系副教授，担任国家对于球磨机存在耦合的温度和负压回路，用热高技术研究发展计划(863计划)同行评议及会议评审专家、教育部风量控制球磨机出口温度，再用循环风量控制其入学位与研究生教育发展中心评估专家、工业与信息化部软件服务口温度可得到双输入双输出(TITO)控制系统。业专家、国家科学技术奖励工作办公室科技成果评价特聘专家、江针对该特性，笔者首先设计解耦环节来实现完全解苏省科技

8、咨询专家、安徽省环境影响评价审查专家库专家、安徽省耦